DE102014222499A1

DE102014222499A1 - Pressure relief valve

Info

Publication number: DE102014222499A1
Application number: DE102014222499.3A
Authority: DE
Inventors: Peter Voehringer; Alexander Hero; Arnold Gente; Toni Jankowski
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-11-04
Filing date: 2014-11-04
Publication date: 2016-05-04
Also published as: WO2016071048A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Druckbegrenzungsventil mit einem Ventilkolben (23), der eine Dichtgeometrie aufweist, die zur Darstellung eines Ventilsitzes (31) mit einer Ventilgehäusegeometrie eines Ventilgehäusekörpers (29) zusammenwirkt. Um eine Kennlinie des Druckbegrenzungsventils zu verbessern, ist zwischen dem Ventilkolben (23) und dem Ventilgehäusekörper (29) eine zusätzliche Drosselstelle (50) ausgebildet.The invention relates to a pressure limiting valve having a valve piston (23) which has a sealing geometry which interacts with a valve housing geometry of a valve housing body (29) to depict a valve seat (31). In order to improve a characteristic of the pressure relief valve, an additional throttle point (50) is formed between the valve piston (23) and the valve housing body (29).

Description

Die Erfindung betrifft ein Druckbegrenzungsventil mit einem Ventilkolben, der eine Dichtgeometrie aufweist, die zur Darstellung eines Ventilsitzes mit einer Ventilgehäusegeometrie eines Ventilgehäusekörpers zusammenwirkt. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Druckbegrenzungsventils. Die Erfindung betrifft auch einen Ventilkolben und/oder einen Ventilgehäusekörper für ein derartiges Druckbegrenzungsventil.The invention relates to a pressure limiting valve having a valve piston which has a sealing geometry which interacts with a valve housing geometry of a valve housing body for the representation of a valve seat. The invention further relates to a method for operating such a pressure relief valve. The invention also relates to a valve piston and / or a valve housing body for such a pressure relief valve.

Stand der TechnikState of the art

Ein Druckbegrenzungsventil dient in einem Hydrauliksystem zum Beispiel dazu, einen Systemdruck einzustellen und aufrecht zu erhalten.For example, a pressure relief valve in a hydraulic system is used to adjust and maintain a system pressure.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kennlinie eines Druckbegrenzungsventils mit einem Ventilkolben, der eine Dichtgeometrie aufweist, die zur Darstellung eines Ventilsitzes mit einer Ventilgehäusegeometrie eines Ventilgehäusekörpers zusammenwirkt, zu verbessern.The object of the invention is to improve a characteristic curve of a pressure limiting valve with a valve piston which has a sealing geometry which cooperates with a valve housing geometry of a valve housing body for the representation of a valve seat.

Die Aufgabe ist bei einem Druckbegrenzungsventil mit einem Ventilkolben, der eine Dichtgeometrie aufweist, die zur Darstellung eines Ventilsitzes mit einer Ventilgehäusegeometrie eines Ventilgehäusekörpers zusammenwirkt, dadurch gelöst, dass zwischen dem Ventilkolben und dem Ventilgehäusekörper eine zusätzliche Drosselstelle ausgebildet ist. Die Dichtgeometrie des Ventilkolbens und die Ventilgehäusegeometrie des Ventilgehäusekörpers stellen eine erste Drosselstelle dar, wenn der Ventilkolben mit seiner Dichtgeometrie bei einem geringen Ventilhub etwas von der Ventilgehäusegeometrie des Ventilgehäusekörpers beabstandet ist. Die erfindungsgemäße zusätzliche Drosselstelle stellt dann eine zweite Drosselstelle dar. Die den Ventilsitz darstellende Ventilgehäusegeometrie ist zum Beispiel als Dichtfläche oder Dichtkante ausgebildet, an der eine am Ventilkolben vorgesehene Dichtkante oder Dichtfläche zur Anlage kommt, wenn der Ventilsitz schließt. Bei geschlossenem Ventilsitz ist eine Strömungsverbindung durch das Druckbegrenzungsventil unterbrochen. Beim Öffnen des Ventilsitzes hebt der Ventilkolben mit seiner Dichtgeometrie von der Ventilgehäusegeometrie des Ventilgehäusekörpers ab. Durch die erfindungsgemäße zusätzliche oder zweite Drosselstelle kann im Betrieb des Druckbegrenzungsventils eine hydraulische Zusatzkraft auf den Ventilkolben erzeugt werden, die einen hubabhängigen Verlust an hydraulischer Kraft in einem Kleinhubbereich kompensiert, ohne eine Impulskraft in einem höheren Hubbereich bedeutend zu verringern. Als Kleinhubbereich wird zum Beispiel ein Bereich mit Ventilhüben bezeichnet, die relativ klein sind. Als relativ klein werden zum Beispiel Ventilhübe bezeichnet, die etwa zehn Prozent eines Vollhubs des Ventilkolbens ausmachen. Durch die zusätzliche Drosselstelle kann eine Konstantdruckfunktion des erfindungsgemäßen Druckbegrenzungsventils, insbesondere in einem Bereich von zehn Prozent eines maximalen Volumenstroms, verbessert werden.The object is achieved in a pressure limiting valve with a valve piston having a sealing geometry, which cooperates for the representation of a valve seat with a valve housing geometry of a valve housing body, achieved in that between the valve piston and the valve body an additional throttle body is formed. The sealing geometry of the valve piston and the valve housing geometry of the valve housing body represent a first throttle point when the valve piston is slightly spaced with its sealing geometry at a small valve lift from the valve housing geometry of the valve body. The additional throttle body according to the invention then constitutes a second throttle point. The valve housing geometry representing the valve seat is designed, for example, as a sealing surface or sealing edge against which a sealing edge or sealing surface provided on the valve piston comes to rest when the valve seat closes. When the valve seat is closed, a flow connection through the pressure relief valve is interrupted. When the valve seat is opened, the valve piston with its sealing geometry lifts off from the valve housing geometry of the valve housing body. By means of the additional or second throttle restriction according to the invention, an additional hydraulic force can be generated on the valve piston during operation of the pressure limiting valve, which compensates for a stroke-dependent loss of hydraulic force in a small stroke range without significantly reducing an impulse force in a higher stroke range. As Kleinhubbereich example, an area is called valve lifts, which are relatively small. For example, valve strokes, which make up about ten percent of a full stroke of the valve piston, are referred to as being relatively small. Due to the additional throttle point, a constant pressure function of the pressure limiting valve according to the invention, in particular in a range of ten percent of a maximum volume flow, can be improved.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Druckbegrenzungsventils ist dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Drosselstelle zwischen der den Ventilsitz darstellenden Ventilgehäusegeometrie des Ventilgehäusekörpers und einer Prallfläche an dem Ventilkolben vorgesehen ist. Die Prallfläche ist vorzugsweise radial außerhalb eines Druckzapfens an dem Ventilkolben ausgebildet. Die Prallfläche wird bei geöffnetem Ventilsitz mit einem durch das Druckbegrenzungsventil hindurchtretenden Fluidstrom angeströmt. Durch einen Impulsübertrag dieser Anströmung kann die hydraulische Kraft auf den Ventilkolben bei größeren oder höheren Ventilhüben wirksam verstärkt werden.A preferred embodiment of the pressure relief valve is characterized in that the additional throttle point is provided between the valve seat geometry representing the valve seat body of the valve body and a baffle on the valve piston. The baffle surface is preferably formed radially outside of a pressure pin on the valve piston. When the valve seat is open, the baffle surface is supplied with a fluid flow passing through the pressure limiting valve. By a momentum transfer of this flow, the hydraulic force can be effectively amplified on the valve piston at larger or higher valve lifts.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Druckbegrenzungsventils ist dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Drosselstelle so nahe bei der den Ventilsitz darstellenden Ventilgehäusegeometrie angeordnet ist, dass die zusätzliche Drosselstelle bei Ventilhüben wirksam ist, die kleiner als oder gleich zehn Prozent eines Vollhubs des Ventilkolbens sind. Als Vollhub wird ein maximaler Ventilhub bezeichnet. Bei größeren Ventilhüben wird die Wirkung der zusätzlichen Drosselstelle im Betrieb des Druckbegrenzungsventils nebensächlich. Bei den größeren Ventilhüben entfaltet die vorab beschriebene Prallfläche ihre Wirkung.A further preferred exemplary embodiment of the pressure-limiting valve is characterized in that the additional throttle point is arranged so close to the valve housing geometry that represents the valve seat that the additional throttle point is effective for valve strokes that are less than or equal to ten percent of a full stroke of the valve piston. Full stroke is a maximum valve lift. For larger valve strokes, the effect of the additional throttle point in the operation of the pressure relief valve is secondary. In the larger valve strokes the impact surface described above unfolds its effect.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Druckbegrenzungsventils ist dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Drosselstelle in einem Betriebsbereich des Druckbegrenzungsventils wirksam ist, der etwa zehn Prozent eines maximalen Volumenstroms des Druckbegrenzungsventils entspricht. Das ist insbesondere dann sinnvoll, wenn bis zum Erreichen eines bestimmten Volumenstroms, von zum Beispiel fünfzehn Liter pro Minute, der Druckkonstanz des Druckbegrenzungsventils eine besondere Rolle beigemessen wird, und bei größeren Volumenströmen, die zum Beispiel größer als fünfzehn Liter pro Minute und kleiner als hundertfünfzig Liter pro Minute sind, nur eine reine Schutzfunktion des Druckbegrenzungsventils benötigt wird. Bei größeren Ventilhüben und damit größeren Durchflüssen dominiert der Strahlimpuls in Folge einer durch die vorab beschriebene Prallfläche herbeigeführten Kraftwirkung.A further preferred exemplary embodiment of the pressure-limiting valve is characterized in that the additional throttle point is effective in an operating region of the pressure-limiting valve which corresponds to approximately ten percent of a maximum volume flow of the pressure-limiting valve. This is particularly useful if, until reaching a certain volume flow, for example, fifteen liters per minute, the pressure constancy of the pressure relief valve is given a special role, and at larger flow rates, for example, greater than fifteen liters per minute and less than one hundred and fifty Liters per minute, only a pure protective function of the pressure relief valve is needed. At larger valve strokes and thus larger flow rates, the jet pulse dominates as a result of an induced by the previously described impact surface force effect.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Druckbegrenzungsventils ist dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Drosselstelle von einer umlaufenden Drosselkante am Ventilkolben begrenzt wird. Die Drosselkante ist vorzugsweise zwischen der Dichtgeometrie und der Prallfläche an dem Ventilkolben angeordnet.Another preferred embodiment of the pressure relief valve is characterized characterized in that the additional throttle point is limited by a circumferential throttle edge on the valve piston. The throttle edge is preferably arranged between the sealing geometry and the impact surface on the valve piston.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Druckbegrenzungsventils ist dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Drosselstelle von einer schrägen Drosselfläche am Ventilgehäusekörper begrenzt wird. Die schräge Drosselfläche ist vorzugsweise zwischen der den Ventilsitz darstellenden Gehäusegeometrie des Ventilgehäusekörpers und mindestens einer Ausgangsbohrung des Druckbegrenzungsventils angeordnet.A further preferred embodiment of the pressure relief valve is characterized in that the additional throttle point is limited by an oblique throttle surface on the valve housing body. The oblique throttle surface is preferably arranged between the housing geometry representing the valve seat of the valve housing body and at least one outlet bore of the pressure limiting valve.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Druckbegrenzungsventils ist dadurch gekennzeichnet, dass die den Ventilsitz darstellende Ventilgehäusegeometrie eine Dichtfläche aufweist, die von der Drosselfläche beabstandet ist, welche die zusätzliche Drosselstelle begrenzt. Die Dichtfläche und die Drosselfläche sind vorzugsweise beide als Konusflächen ausgeführt. Die beiden Konusflächen haben vorzugsweise gleiche Konuswinkel. Zwischen den beiden Konusflächen ist vorzugsweise eine Stufe in dem Ventilgehäusekörper ausgebildet. Der Abstand zwischen den beiden Konusflächen ist eher gering.Another preferred embodiment of the pressure relief valve is characterized in that the valve seat geometry representing the valve seat has a sealing surface which is spaced from the throttle surface which limits the additional throttle point. The sealing surface and the throttle surface are preferably both designed as conical surfaces. The two conical surfaces preferably have the same cone angle. Between the two conical surfaces, a step is preferably formed in the valve housing body. The distance between the two conical surfaces is rather small.

Die oben angegebene Aufgabe ist bei einem Verfahren zum Betreiben eines vorab beschriebenen Druckbegrenzungsventils alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass die zwischen dem Ventilkolben und dem Ventilgehäusekörper ausgebildete zusätzliche Drosselstelle wirksam wird, wenn der Ventilkolben mit seiner Dichtgeometrie von der den Ventilsitz darstellenden Ventilgehäusegeometrie abhebt. Bei geschlossenem Ventilsitz wird das Druckbegrenzungsventil mit der zusätzlichen Drosselstelle nicht durchströmt. Beim Abheben des Ventilkolbens von dem Ventilgehäusekörper entfaltet die zusätzliche Drosselstelle ihre Wirkung. Die zusätzliche Drosselstelle entfaltet ihre Wirkung vorzugsweise nur bei relativ kleinen Ventilhüben, zum Beispiel bei Ventilhüben, die relativ klein sind. Als relativ klein werden zum Beispiel Ventilhübe bezeichnet, die etwa zehn Prozent eines Vollhubs des Ventilkolbens ausmachen. Bei größeren Ventilhüben hat die zusätzliche Drosselstelle keine oder nur eine untergeordnete Wirkung.The above object is alternatively or additionally achieved in a method for operating a pressure relief valve described above in that the additional throttle point formed between the valve piston and the valve body takes effect when the valve piston lifts with its sealing geometry of the valve seat performing valve housing geometry. When the valve seat is closed, the pressure relief valve with the additional throttle point is not flowed through. When lifting the valve piston of the valve body, the additional throttle point unfolds its effect. The additional throttle point unfolds its effect preferably only at relatively small valve strokes, for example in valve strokes, which are relatively small. For example, valve strokes, which make up about ten percent of a full stroke of the valve piston, are referred to as being relatively small. For larger valve lifts, the additional throttle has no or only a minor effect.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Durchströmung der zusätzlichen Drosselstelle dazu genutzt wird, dass sich ein effektiver mit Druck beaufschlagter Durchmesser am Ventilkolben vergrößert. Dadurch kann auf einfache Art und Weise eine bei geöffnetem Ventilsitz auf den Ventilkolben wirkende Hydraulikkraft vergrößert werden. Die zusätzliche hydraulische Kraft wirkt vorzugsweise in axialer Richtung auf den Ventilkolben. Durch die zusätzliche hydraulische Kraft auf den Ventilkolben kann eine beim Öffnen des Druckbegrenzungsventils ansteigende Federkraft kompensiert werden.A preferred embodiment of the method is characterized in that a flow through the additional throttle point is used to increase an effective pressurized diameter on the valve piston. As a result, a hydraulic force acting on the valve piston when the valve seat is open can be increased in a simple manner. The additional hydraulic force preferably acts in the axial direction on the valve piston. Due to the additional hydraulic force on the valve piston, a rising spring force when opening the pressure relief valve can be compensated.

Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Ventilkolben und/oder einen Ventilgehäusekörper für ein vorab beschriebenes Druckbegrenzungsventil. Die genannten Teile sind separat handelbar.The invention further relates to a valve piston and / or a valve housing body for a previously described pressure relief valve. The parts mentioned are separately tradable.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description in which, with reference to the drawings, various embodiments are described in detail.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

Es zeigen:Show it:

1 ein herkömmliches Druckbegrenzungsventil im Längsschnitt und 1 a conventional pressure relief valve in longitudinal section and

2 ein Ende eines erfindungsgemäßen Druckbegrenzungsventils mit einem Ventilsitz im Halbschnitt. 2 an end of a pressure relief valve according to the invention with a valve seat in half section.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

In 1 ist ein herkömmliches Druckbegrenzungsventil 1 mit einem Ventilkolben 3 im Längsschnitt dargestellt. Der Ventilkolben 3 ist in Richtung einer Längsachse 4 in einem Ventilgehäuse 5 hin und her bewegbar. Durch eine Druckfeder 6 ist der Ventilkolben 3 in dem Ventilgehäuse 5 in 1 nach unten vorgespannt.In 1 is a conventional pressure relief valve 1 with a valve piston 3 shown in longitudinal section. The valve piston 3 is in the direction of a longitudinal axis 4 in a valve housing 5 movable back and forth. By a compression spring 6 is the valve piston 3 in the valve housing 5 in 1 biased downwards.

Das Ventilgehäuse 5 umfasst einen Ventilgehäusekörper 8 und einen Ventilgehäusekörper 9. Der Ventilkolben 3 weist an seinem in 1 unteren Ende einen Druckzapfen 10 auf. Mit dem Druckzapfen 10 ragt der Ventilkolben 3 in ein zentrales Durchgangsloch 12, das in dem Ventilgehäusekörper 9 vorgesehen ist. An einem in 1 oberen Ende des Durchgangslochs 12 ist ein Ventilsitz 11 vorgesehen.The valve housing 5 includes a valve body 8th and a valve body 9 , The valve piston 3 indicates his in 1 lower end of a thrust pin 10 on. With the printing pin 10 the valve piston protrudes 3 in a central through hole 12 located in the valve body 9 is provided. At one in 1 upper end of the through hole 12 is a valve seat 11 intended.

Der Ventilsitz 11 ist in 1 geschlossen. Bei geschlossenem Ventilsitz 11 liegt eine an dem in 1 unteren Ende des Ventilkolbens 3 ausgebildete Dichtfläche an einer Dichtkante oder Dichtfläche an, die am oberen Ende des Durchgangslochs 12 an dem Ventilgehäusekörper 9 vorgesehen ist.The valve seat 11 is in 1 closed. With the valve seat closed 11 is one at the in 1 lower end of the valve piston 3 trained sealing surface on a sealing edge or sealing surface, which at the upper end of the through hole 12 on the valve body 9 is provided.

Bei geschlossenem Ventilsitz ist eine Verbindung zwischen dem Durchgangsloch 12 und einem Innenraum 14 des Ventilgehäuses 5 unterbrochen. Wenn der Ventilkolben 3 mit seiner Dichtfläche von der Dichtkante oder Dichtfläche des Ventilgehäusekörpers 9 abhebt, dann spricht man von einem geöffneten Ventilsitz 11. Bei geöffnetem Ventilsitz 11 wird die Verbindung zwischen dem Durchgangsloch 12 und dem Innenraum 14 des Ventilgehäuses 5 freigegeben.When the valve seat is closed, there is a connection between the through hole 12 and an interior 14 of the valve housing 5 interrupted. When the valve piston 3 with its sealing surface of the sealing edge or sealing surface of the valve body 9 takes off, then one speaks of an open valve seat 11 , With the valve seat open 11 becomes the connection between the through hole 12 and the interior 14 of the valve housing 5 Approved.

Der Innenraum 14 steht mit Ausgangsbohrungen 15, 16 in Verbindung, die in dem Ventilgehäusekörper 9 vorgesehen sind. Radial außerhalb des Druckzapfens 10 ist an dem in 1 unteren Ende des Ventilkolbens 3 eine schräge Prallfläche 18 ausgebildet. Die Prallfläche 18 ist als Ringfläche ausgeführt, die sich von dem Druckzapfen 10 radial nach außen erstreckt und in 1 leicht schräg nach unten abgewinkelt ist.The interior 14 stands with output holes 15 . 16 in the valve housing body 9 are provided. Radially outside the thrust pin 10 is at the in 1 lower end of the valve piston 3 an oblique baffle 18 educated. The baffle 18 is designed as an annular surface extending from the pressure pin 10 extends radially outward and in 1 slightly angled downwards.

Das Druckbegrenzungsventil 1 hat zum Beispiel die Aufgabe, einen Systemdruck in einem Hydrauliksystem auf einer Druckseite des Druckbegrenzungsventils 1 auf eine bestimmte Weise zu beeinflussen. Diese Beeinflussung erfolgt ausschließlich durch Änderung von Drosselquerschnitten an Steuerkanten des Druckbegrenzungsventils 1. Ein vorgegebener Wert für einen Öffnungsdruck beschreibt einen Zustand, bei dem das Druckbegrenzungsventil 1 öffnet und einen überflüssigen Volumenstrom vor dem Druckbegrenzungsventil 1 durch einen Differenzvolumenstrom von der Hochdruckseite in einen Niederdruckbereich leitet.The pressure relief valve 1 has, for example, the task of a system pressure in a hydraulic system on a pressure side of the pressure relief valve 1 to influence in a certain way. This influence takes place exclusively by changing throttle cross sections at control edges of the pressure relief valve 1 , A predetermined value for an opening pressure describes a state in which the pressure relief valve 1 opens and a superfluous volume flow in front of the pressure relief valve 1 passes through a differential flow from the high pressure side into a low pressure area.

Das Druckbegrenzungsventil 1 mit dem Ventilsitz 11 ist zum Beispiel als schwebend geöffnetes Proportionalventil ausgeführt, das zur Begrenzung und/oder Einregelung eines bestimmten Flüssigkeitsdrucks verwendet wird. Bei der verwendeten Flüssigkeit handelt es sich zum Beispiel um Öl oder Kraftstoff. Das Druckbegrenzungsventil 1 wird hochdruckseitig an hydraulische Systeme angebunden, um anliegende Bauteile vor Überdruck zu schützen. Eine Besonderheit des Druckbegrenzungsventils 1 liegt zum Beispiel in einer durchflussunabhängigen Konstantdruckauslegung, die durch eine spezielle Ventilgeometrie in Kombination mit der Druckfeder 6 erzielt wird.The pressure relief valve 1 with the valve seat 11 For example, it is designed as a floating proportional valve that is used to limit and / or regulate a particular fluid pressure. The liquid used is, for example, oil or fuel. The pressure relief valve 1 is connected on the high pressure side to hydraulic systems to protect adjacent components against overpressure. A special feature of the pressure relief valve 1 is for example in a flow-independent constant pressure design, which by a special valve geometry in combination with the compression spring 6 is achieved.

Ein Kräftegleichgewicht am Ventilkolben 3 ist immer dann gegeben, wenn die über einen Ventilhub größer werdende Federkraft, welche schließend wirkt, durch eine über den Ventilhub ebenfalls ansteigende hydraulische Kraft, welche öffnend wirkt, kompensiert wird. Diese Kompensation der Federkraft der Druckfeder 6 ist jedoch so auszulegen, dass sich im System ein Gleichdruck einstellt, welcher unabhängig vom abzusteuernden Volumenstrom ist. Die sich einstellende hydraulische Kraft setzt sich dabei zum einen zusammen aus einem statischen Druck, der auf den Druckzapfen 10 des Ventilkolbens 3 wirkt, und zum anderen aus einer dynamischen Kraftkomponente, welche zustande kommt durch einen Impulsübertrag der austretenden Strömung auf die Prallfläche 18 des Ventilkolbens 3.A balance of forces on the valve piston 3 is always given when the over a valve lift increasing spring force, which acts closing, by an over the valve lift also increasing hydraulic force, which acts opening, is compensated. This compensation of the spring force of the compression spring 6 However, it should be interpreted that an equal pressure is established in the system, which is independent of the volume flow to be diverted. The self-adjusting hydraulic force is made up of a static pressure on the pressure pin 10 of the valve piston 3 acts, and on the other hand from a dynamic force component, which comes about by a momentum transfer of the exiting flow to the baffle 18 of the valve piston 3 ,

Die mechanische Federvorspannung der Druckfeder 6 steigt im Betrieb des Druckbegrenzungsventils 1 mit zunehmendem Ventilhub entsprechend einer Federrate der Druckfeder 6 an. Die hydraulische Kraft nimmt bei herkömmlichen Kegelventilen über dem Ventilhub kontinuierlich ab. Ein konstanter Druck stellt sich durchflussunabhängig nur dann ein, wenn die Federkraft der Druckfeder 6 bei allen Ventilhüben von der hydraulischen Kraft kompensiert wird. Zu diesem Zweck wird der Impuls der austretenden Strömung an der Prallfläche 18 in eine Zusatzkraft umgewandelt. Diese Zusatzkraft steht bei kleinen Ventilhüben noch nicht zur Verfügung, da der Ventilsitz 11 und die Prallfläche 18 bei kleinen Volumenströmen zu weit voneinander entfernt sind, als dass ein nennenswerter Impulsübertrag nutzbar wäre.The mechanical spring preload of the compression spring 6 increases during operation of the pressure relief valve 1 with increasing valve lift corresponding to a spring rate of the compression spring 6 at. The hydraulic force decreases continuously with conventional cone valves over the valve lift. A constant pressure is independent of flow only when the spring force of the compression spring 6 is compensated by the hydraulic force at all valve strokes. For this purpose, the momentum of the exiting flow at the impact surface 18 converted into an additional power. This additional power is not available for small valve strokes, as the valve seat 11 and the baffle 18 at low flow rates are too far apart than that a significant momentum transfer would be available.

Ein Ziel der Erfindung ist eine Anpassung einer Druck-Volumenstrom-Kennlinie eines Druckbegrenzungsventils in dem vorab beschriebenen unteren Öffnungsbereich des Ventilkolbens. Die Steigung der Druck-Volumenstrom-Kennlinie soll dabei dahingehend beeinflusst werden, dass im genannten Bereich die Zunahme des Differenzdrucks verringert wird. Das wird vorteilhaft über eine effektive Vergrößerung der druckbeaufschlagten Fläche am Ventilkolben realisiert, indem eine weitere Androsselung des Volumenstroms an einer zusätzlichen Drosselstelle bei kleinen Ventilhüben vorgenommen wird. Die zusätzliche Drosselstelle ist in 2 mit 50 bezeichnet. Bei größeren Ventilhüben hat die zusätzliche Drosselstelle 50 keine nennenswerte Auswirkung, weil die zusätzliche Drosselstelle 50 bei größeren Ventilhüben nur eine geringe Strömungsbeeinflussung darstellt.An object of the invention is an adaptation of a pressure-volume flow characteristic of a pressure relief valve in the previously described lower opening area of the valve piston. The slope of the pressure-volumetric flow characteristic is intended to be influenced in such a way that the increase in the differential pressure is reduced in the said range. This is advantageously realized by an effective enlargement of the pressurized surface on the valve piston by a further throttling of the volume flow is made at an additional throttle point at small valve strokes. The additional throttle is in 2 With 50 designated. For larger valve lifts, the additional throttle point 50 no significant impact, because the additional throttle 50 represents only a small flow control at larger valve strokes.

In 2 ist ein unteres Ende des Druckbegrenzungsventils, wie es in 1 dargestellt ist, im Halbschnitt dargestellt. Das erfindungsgemäße Druckbegrenzungsventil 1 umfasst einen Ventilkolben 23, der in Richtung einer Längsachse 24 in einem Ventilgehäuse 25 hin und her bewegbar ist. Von dem Ventilgehäuse 25 sieht man in dem in 2 dargestellten Halbschnitt nur einen Ventilgehäusekörper 29.In 2 is a lower end of the pressure relief valve, as in 1 is shown in half section. The pressure relief valve according to the invention 1 includes a valve piston 23 pointing in the direction of a longitudinal axis 24 in a valve housing 25 is movable back and forth. From the valve body 25 you see in the in 2 shown half section only one valve body 29 ,

An dem in 2 unteren Ende des Ventilkolbens 23 ist ein Druckzapfen 30 ausgebildet, der in ein zentrales Durchgangsloch 32 in den Ventilgehäusekörper 29 hineinragt. An dem in 2 oberen Ende des Durchgangslochs 32 ist ein Ventilsitz 31 des Druckbegrenzungsventils 1 ausgebildet. Bei geschlossenem Ventilsitz 31 ist eine Verbindung zwischen dem Durchgangsloch 32 und einem Innenraum 34 des Druckbegrenzungsventils unterbrochen.At the in 2 lower end of the valve piston 23 is a print pin 30 formed into a central through hole 32 into the valve body 29 protrudes. At the in 2 upper end of the through hole 32 is a valve seat 31 the pressure relief valve 1 educated. With the valve seat closed 31 is a connection between the through hole 32 and an interior 34 of the pressure relief valve interrupted.

Der Innenraum 34 steht mit einer Ausgangsbohrung 36 in Verbindung. An dem Ventilkolben 23 ist im Bereich der Ausgangsbohrung 36 eine Prallfläche 38 ausgebildet. Die Prallfläche 38 ist als Ringfläche ausgeführt und verläuft, bezogen auf die Längsachse 23, im Wesentlichen in einer radialen Richtung schräg nach unten.The interior 34 stands with a starting hole 36 in connection. On the valve piston 23 is in the area of the starting hole 36 a baffle 38 educated. The baffle 38 is designed as an annular surface and runs, based on the longitudinal axis 23 substantially obliquely downward in a radial direction.

Der Ventilkolben 3 weist an dem Druckzapfen 10 eine Dichtfläche 41 auf, die zusammen mit einer Dichtfläche 42 an dem Ventilgehäusekörper 29 den Ventilsitz 31 darstellt. Wenn die Dichtfläche 41 an der Dichtfläche 42 anliegt, dann ist der Ventilsitz 31 geschlossen. Wenn die Dichtfläche 41 von der Dichtfläche 42 abhebt, dann spricht man von einem Öffnen des Ventilsitzes 31.The valve piston 3 points to the pressure pin 10 a sealing surface 41 on that together with a sealing surface 42 on the valve body 29 the valve seat 31 represents. If the sealing surface 41 at the sealing surface 42 is applied, then the valve seat 31 closed. If the sealing surface 41 from the sealing surface 42 takes off, then one speaks of an opening of the valve seat 31 ,

Als Ventilhub wird eine Bewegung des Ventilkolbens 23 in 2 nach oben bezeichnet. Die Dichtflächen 41, 42 sind als Konusflächen mit dem gleichen Konuswinkel ausgeführt. Zur Darstellung der zusätzlichen Drosselstelle 50 ist eine Drosselfläche 44 an dem Ventilgehäusekörper 29 ausgebildet.The valve lift is a movement of the valve piston 23 in 2 referred to above. The sealing surfaces 41 . 42 are designed as conical surfaces with the same cone angle. To show the additional throttle point 50 is a throttle area 44 on the valve body 29 educated.

Die Drosselfläche 44 ist ebenfalls als Konusfläche ausgeführt und hat den gleichen Konuswinkel wie die Dichtflächen 41, 42. Der Drosselfläche 44 ist zur Darstellung der zusätzlichen Drosselstelle 50 eine Drosselkante 45 zugeordnet.The throttle area 44 is also designed as a conical surface and has the same cone angle as the sealing surfaces 41 . 42 , The throttle area 44 is to represent the additional throttle point 50 a throttle edge 45 assigned.

Die Drosselkante 45 ist zwischen der Dichtfläche 41 und der Prallfläche 38 an dem Ventilkolben 23 ausgebildet.The throttle edge 45 is between the sealing surface 41 and the baffle 38 on the valve piston 23 educated.

Durch die zusätzliche Drosselstelle 50 kann eine Zusatzkraft erzeugt werden, welche den vorab beschriebenen hubabhängigen Verlust an hydraulischer Kraft im Kleinhubbereich kompensiert, ohne die Impulskraft im höheren Hubbereich bedeutend zu verringern. Die erfindungsgemäße Maßnahme verbessert die Konstantdruckfunktion des Druckbegrenzungsventils in einem Bereich von zehn Prozent des maximalen Volumenstroms.Due to the additional throttle point 50 An additional force can be generated which compensates for the previously described stroke-dependent loss of hydraulic force in the small stroke range, without significantly reducing the impulse force in the higher stroke range. The measure according to the invention improves the constant pressure function of the pressure relief valve in a range of ten percent of the maximum volume flow.

Dies ist dann sinnvoll, wenn zum Beispiel bei einem Volumenstrom von bis fünfzehn Liter pro Minute der Druckkonstanz eine besondere Rolle beigemessen wird und bei größeren Volumenströmen bis einhundertfünfzig Liter pro Minute nur die reine Schutzfunktion gefordert ist.This is useful if, for example, at a flow rate of up to fifteen liters per minute of constancy of pressure is given a special role and at higher flow rates up to one hundred fifty liters per minute, only the pure protection function is required.

Bei größeren Ventilhüben und damit größeren Durchflüssen dominiert der Strahlimpuls in Folge der durch die Prallfläche 38 herbeigeführten Kraftwirkung. Die Androsselung an der zusätzlichen Drosselstelle 50 wird in ihrer Wirkung bei einem Hub, der größer als ein Millimeter ist, nebensächlich.For larger valve strokes and thus larger flow rates, the jet pulse dominates as a result of the impact surface 38 induced force effect. The throttling at the additional throttle point 50 is negligible in its effect at a stroke greater than one millimeter.

Das erfindungsgemäße Druckbegrenzungsventil öffnet bei Überschreiten des statischen Öffnungsdrucks, wobei der Ventilkolben 23 die in 2 nicht dargestellte Druckfeder staucht. Die austretende Strömung trifft bei großen Ventilhüben auf die Prallfläche 38 des Ventilkolbens 23. Bei kleinen Ventilhüben wird der effektive Durchmesser am Ventilkolben 23 durch die Androsselung an der zusätzlichen Drosselstelle 50 vergrößert. Das führt zu einer Erhöhung der hydraulischen Kraft auf den Ventilkolben 23.The pressure relief valve according to the invention opens when the static opening pressure is exceeded, the valve piston 23 in the 2 not shown compression spring upsets. The exiting flow hits the baffle in the case of large valve strokes 38 of the valve piston 23 , For small valve strokes, the effective diameter at the valve piston 23 by the throttling at the additional throttle point 50 increased. This leads to an increase in the hydraulic force on the valve piston 23 ,

Die zusätzlich generierte hydraulische Kraft, die in Richtung der Längsachse 23 wirkt, kompensiert die beim Öffnen des Druckbegrenzungsventils ansteigende Federkraft. Die Androsselung an der zusätzlichen Drosselstelle 50 hilft bei der Federkraftkompensation besonders vorteilhaft bei kleinen Ventilhüben.The additionally generated hydraulic force acting in the direction of the longitudinal axis 23 acts compensates the increasing spring force when opening the pressure relief valve. The throttling at the additional throttle point 50 Helps with spring force compensation particularly advantageous for small valve strokes.

Die Strömung tritt über die Ausgangsbohrungen 36, die auch als Abströmbohrungen bezeichnet werden, aus dem Druckbegrenzungsventil heraus und strömt ab. Die Kompensation der ansteigenden Federkraft führt dazu, dass der statische Druck im Hochdruckbereich annähernd konstant bleibt, bis es später zu einer systembedingten Abnahme des statischen Systemdrucks aufgrund eines verminderten Volumenstroms kommt.The flow passes over the output holes 36 , which are also referred to as Abströmbohrungen out of the pressure relief valve and flows. The compensation of the rising spring force causes the static pressure in the high-pressure region remains approximately constant, until it comes later to a systemic decrease in the static system pressure due to a reduced flow rate.

Claims

Pressure relief valve ( 1 ) with a valve piston ( 3 ; 23 ), which has a sealing geometry which is used to represent a valve seat ( 11 ; 31 ) with a valve housing geometry of a valve housing body ( 9 ; 29 ) cooperates, characterized in that between the valve piston ( 23 ) and the valve body ( 29 ) an additional throttle restriction ( 50 ) is trained.

Pressure limiting valve according to claim 1, characterized in that the additional throttle point ( 50 ) between the valve seat ( 31 ) performing valve housing geometry of the valve body ( 29 ) and a baffle ( 38 ) on the valve piston ( 23 ) is provided.

Pressure limiting valve according to one of the preceding claims, characterized in that the additional throttle point ( 50 ) so close to the valve seat ( 31 ) is arranged valve housing geometry that the additional throttle point ( 50 ) is effective at valve strokes that are less than or equal to ten percent of a full stroke of the valve piston.

Pressure limiting valve according to one of the preceding claims, characterized in that the additional throttle point ( 50 ) in an operating region of the pressure limiting valve ( 1 ), which is approximately ten percent of a maximum volume flow of the pressure relief valve ( 1 ) corresponds.

Pressure limiting valve according to one of the preceding claims, characterized in that the additional throttle point ( 50 ) of a circumferential throttle edge ( 45 ) on the valve piston ( 23 ) is limited.

Pressure limiting valve according to one of the preceding claims, characterized in that the additional throttle point ( 50 ) from an oblique throttle surface ( 44 ) on the valve body ( 29 ) is limited.

Pressure limiting valve according to claim 6, characterized in that the valve seat ( 31 ) performing valve housing geometry a sealing surface ( 42 ), which depends on the throttle area ( 44 ), which the additional throttle point ( 50 ) limited.

Method for operating a pressure limiting valve ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that between the valve piston ( 23 ) and the valve body ( 29 ) formed additional throttle point ( 50 ) becomes effective when the valve piston ( 23 ) with its sealing geometry of the valve seat ( 31 ) performing valve housing geometry lifts.

A method according to claim 8, characterized in that a flow through the additional throttle point ( 50 ) is used, that an effective pressurized diameter on the valve piston ( 23 ).

Valve piston ( 23 ) and / or valve housing body ( 29 ) for a pressure relief valve ( 1 ) according to any one of the preceding claims.